Як вибрати материнську плату для ПК?

Сучасний ПК – це складний модульний "конструктор" що збирається на базі материнської плати.  Саме "материнка" є основою не лише комп'ютерів, але й будь-якої "розумної" електроніки, що має власну логіку.  У цьому матеріалі ми з’ясуємо як підібрати оптимальну материнську плату під ваш майбутній ПК.

Зміст:

• що таке материнська плата і яка її конструкція; 

• сокет і чипсет.  Вибір між Intel і AMD; 

• лінії PCIe; 

• форм-фактори.  Чим відмінні, що варто про них знати; 

• підсистема живлення.  Що це, та чому це важливо; 

• роз'єми, порти та периферійні пристрої; 

• підсумки. 

Що таке материнська плата?

Материнська плата – це набір мікросхем, що розміщуються на багатошаровому листі текстоліту.  Всі компоненти з'єднуються між собою "доріжками" якими передаються команди.

Сокет – це гніздо, в яке вставляється центральний процесор або CPU.  Він керує оперативною пам'яттю й відеокартою безпосередньо, а з іншими компонентами системи взаємодіє опосередковано – через чіпсет.  Все керування відбувається через спеціальний комплекс програм – BIOS, що записаний на розпаяній на платі окремій стільничці пам'яті.

Сокет і чипсет.  Відмінності між архітектурою AMD та Intel

Від вибору сокета і чипсета залежить які комплектуючі ви зможете використовувати у вашій майбутній збірці.  Ми розповімо чим потрібно керуватися вибираючи їх.

Сокети

Сокет визначає клас і покоління процесора, який ми можемо в нього встановити.  Щоб правильно підібрати CPU для конкретного сокета потрібно знати:

• виробника. На масовому ринку це компанії Intel і AMD.  Між собою їх продукти несумісні;

• архітектуру.  Це особливість конструкції головного кристала процесора і керуючих елементів.  Виробники вигадують якусь просту назву для архітектур одного покоління, що легко запам'ятовується.  Деякі сокети можуть бути сумісні з кількома, схожими за базовою конструкцією, архітектурою;

• сімейство процесорів.  CPU поділяють на певні групи за загальною продуктивності та сферою застосунку.  Офісні, ігрові, для складних обчислень і т.д.

Сокети й підтримувані ними процесори

Чипсети

Чипсет – це набір мікросхем, що поєднує CPU з усіма периферійними пристроями: накопичувачами постійної пам'яті, адаптерами, звуковими платами, підсистемою живлення, елементами охолодження тощо.  

У таблицях нижче ми привели актуальні на 2021 рік чіпсети AMD і Intel.

Від вибору чипсета залежить:

• які процесори ви зможете використовувати на материнській платі.  Наприклад, в AMD чипсет A320 вже не підтримує Ryzen 4000-5000, а на B450 їх можна встановити попередньо обновивши BIOS;

• наскільки швидкий SSD ви зможете використовувати.  SATA 3.0 інтерфейс обмежить вас по швидкості до, приблизно, 600 Мб/сек, тоді як NVME інтерфейс дозволить домогтися швидкостей більших за 1,5 Гб/сек;

• кількість і якість портів USB, а також наявність таких "просунутих" інтерфейсів як Thunderbolt (в флагманських материнських платах).

Лінії PCIe – головні артерії передачі інформації

Що варто знати про лінії PCIe, щоб не надто занурюватися в технічні подробиці?

• вони з'єднують процесор з чіпсетом, на більшості моделей материнок їх всього 4-ри.  На материнських платах від Intel вони називаються DMI 3.0, але за принципом роботи схожі з PCIe 3.0.  AMD використовує на нових материнках більш прогресивний стандарт – PCIe 4.0 (подвоєна пропускна здатність у порівнянні з 3.0);

• лінії розгалужуються і ведуть до процесора, накопичувачів, відеокарти й портів підключення периферії.

На зображенні ми бачимо порти, до яких ведуть PCIe лінії, множник "x" вказує їх число.

У яких випадках варто вибирати материнську плату за кількістю і якістю PCIe ліній?

Якщо материнська плата необхідна для збирання ПК під нескладні завдання, цей розділ можна взагалі випустити.  Якщо ж ви збираєте комплектуючі для складних обчислень або геймінгу просунутого рівня, то знадобитися висока швидкість передачі даних PCI-лініями.

Принцип передачі даних лініями PCI

Дані до процесора від відеокарти, накопичувачів і всіх портів проходять 4-ма лініями.  У пріоритеті процесор обробляє сигнал з відеокарти, а решту по черзі.  Тобто кілька "пакетів" можуть просто чекати, коли попередні будуть оброблені.  Цей ефект "пляшкового горла" частково усувається новим стандартом PCIe 4.0, з його подвоєною пропускною здатністю або виділенням окремих ліній під кожен процес.  Так, наприклад, рішення від Intel для "домашніх" PC мають 16 виділених ліній, а AMD (до Ryzen 9) – 20.

Тобто, якщо ви збираєте високопродуктивну систему на базі материнської плати та хочете мінімізувати затримки – вам потрібна або підтримка PCIe 4.0, або аналог на 3.0 версії від Intel c виділеними лініями до відеокарти й накопичувачів.  Наявність цієї опції можна перевірити в докладної специфікації до кожної конкретної материнської плати в нашому магазині.

Форм-фактори материнських плат

Форм-фактор материнської плати визначає її розмір, а також необхідний розмір корпусу або системного блоку, в який її встановлюють.  Не завжди розмір визначає функціональні можливості материнки, але, в цілому, що вона більша, то більше елементів, доріжок підсистеми живлення, ліній PCIe і радіаторів системи охолодження на ній можна вмістити.

• mini ATX (170х170 мм).  Найменший розмір материнських плат, що вносить деяку плутанину в їх ієрархію, оскільки він менший за micro ATX.  Зустрічаються такі плати досить рідко, і використовуються для так званих mini PC – надкомпактних десктопних комп'ютерів.  Як правило, обмежені 2 слотами під оперативну пам'ять і невеликою кількістю ліній PCIe;

• micro ATX (244х244 мм).  Усереднений формат, де вже є 4 слоти під оперативну пам'ять, але кількістю ліній PCIe обмежена;

• ATX (305х244 мм).  Стандартний розмір плати для корпуса типу Middle Tower.  У цьому формфакторі виробляють більшість всіх рішень і виробники орієнтуються на нього в першу чергу.  Якщо ви збираєте потужну систему для ігор або початкової роботи з графікою – ATX відмінне рішення;

• E-ATX (Extended – розширений, 305х330 мм).  Досить рідкісні плати для організації робочих станцій і невеликих серверів з розширеним набором периферії.

Підсистема живлення.  Що це, чому це важливо

Для побудови потужної ігрової або робочої системи дуже важливо, щоб процесор, відеокарта й оперативна пам'ять отримували від блоку живлення достатньо енергії.  І це залежить не тільки від пікової потужності БЖ у вашій збірці, але й від якості підсистеми живлення.

Підсистема живлення складається з польових транзисторів Mosfet (мосфетів), конденсаторів та дроселів, головне завдання яких – випрямляти й фільтрувати електричний струм, щоб забезпечити стабільну роботу процесора, особливо в розгоні.  Від груп радіоелементів живлення розподіляється спеціальними контактними доріжками.

Ці "лінії" живлення можна побачити біля сокета, вони розходяться і більша частина їх живить процесор, а решта – вбудовану графіку.  Ось що важливо знати про систему живлення:

• що більше фаз (згаданих груп мосфет-конденсатор-дросель) і що вища якість самих цих радіокомпонентів, тим стабільніше буде працювати система.  Сучасні ШІМ-контролери (модулі випрямлення і згладжування частот напруги, що розподіляють живлення по платі) підтримують не більше 8-ми "реальних" фаз живлення;

• віртуальні фази – це роздвоєння ліній однієї реальної фази.  Умовна "потужність" при цьому не подвоюється, адже їх, як і раніше обслуговує одна група елементів живлення: мосфети, конденсатор і дросель.  Вони покращують розподіл харчування, але не підвищують загальну пропускну здатність і стабільність роботи системи;

• точну кількість "чесних" фаз на кожній конкретній моделі материнської плати найкраще дізнаватися з профільних оглядів техноблогерів.

Рекомендації по “фазам”

• 2-3 "реальні" фази – для процесорів що працюватимуть без розгону до передфлагманського рівня (до 6 ядер/12 потоків включно);

• 3-5 фаз.  Для розгону 6-8-12-ти ядерних процесорів Intel і AMD.  Для такої кількості фаз бажана наявність масивних радіаторів охолодження зони мосфетів;

• від 6 фаз і вище ю для багатоядерних флагманських рішень в розгоні.

Роз'єми, порти, інтерфейси

Як ми вже згадували на початку статті – сучасний ПК це модульний конструктор.  Щоб його зібрати на материнській платі передбачений певний набір портів або інтерфейсів, які дозволяють підключати до комп'ютера ті чи інші пристрої, або комплектуючі.  Всі ці порти поділяються на 2 групи: внутрішні та зовнішні.  До внутрішніх підключається все те, що знаходиться в системному блоці вашого ПК, а до зовнішніх, відповідно, вся зовнішня периферія.

Внутрішні порти

• PCI-express.  Для підключення відеокарт, мережевих або аудіо карт, а також периферії для захоплення зображення відтворюється комп'ютером.  Вибирайте по швидкості.  Одна лінія PCI дасть вам, залежно від версії:

  • 3.0 – 984 КБ/с;

  • 4.0 – 1969 Гб/с;

  • 5.0 – 3938 Гб/с.

• підключення накопичувачів: M.2, NVMe – найшвидші інтерфейси, Sata 3.0 – застарілий, дещо повільний, але плати з ним доступніші.  Вибирайте виходячи із запланованого накопичувача і його швидкості;

• слоти під оперативну пам'ять.  Всі сучасні плати підтримують DDR 4, на платах від AMD потрібно звертати увагу на максимально допустимі частоти ОП (від цього залежить швидкість роботи Infinity Fabric, технології, що прискорює роботу процесора);

• під підключення блоку живлення до розподільчої системи живлення;

• підключення допоміжних систем: табло для BIOS, харчування кулерів, важливо, якщо плануєте просунуте охолодження;

• система охолодження.  Підключається до підсистеми живлення, але ми виносимо її в окремий пункт.  Для складних повітряних або водяних систем охолодження будуть потрібні спеціальні роз'єми на материнській платі, і монтажні майданчики.

Зовнішні порти

• відеовиходи HDMI, Display Port, DVI.  Інтерфейси для підключення моніторів, якщо на вашому процесорі є інтегрована графіка.  В іншому випадку підключати монітор потрібно буде до відповідних портів на дискретній відеокарті, яка встановлюється у внутрішній порт PCI-express;

• аудіо-виходи.  Розташовані на інтегрованої аудіокарті.  Можуть містити роз'єми для систем від 2.1 до 7.1, а також вихід для мікрофона;

• USB, USB Type-C, Thunderbolt – інтерфейси для швидкої передачі інформації на фото-відео-техніку, накопичувачі, більшість зовнішніх периферійних пристроїв (модеми, активні динаміки, телефони, плеєри, принтери-копіри тощо);

• RJ-45 ю порт вбудованого мережевого адаптера.

Вбудовані в материнську плату адаптери

На деяких моделях материнок додатково встановлюються небазові розширення.  Такі як:

• мережева карта.  Зустрічається практично на всіх материнських платах.  Дозволяє підключатися до локальної мережі чи інтернету за допомогою LAN-кабелю та RJ-45-порту;

• просунута аудіо-карта.  Тут слід розуміти, що будь-який вбудований аудіочіп, навіть HiEnd-сегменту, буде поступатися дискретним рішенням в тому ж класі.  Але, якщо ви не затятий аудіофіл, якісна вбудована звукова карта 5.1 або 7.1 допоможе отримати доволі пристойний звук з відповідною аудіосистемою;

• адаптери для бездротового зв'язку:

  • WiFi використовується для роздачі мережі через модем, щоб не підводити до вашого ПК ще й мережевий кабель.  Але, слід розуміти, навіть найсучасніші та найпотужніші WiFi з'єднання ніколи не зрівняється за стабільності пінгу з LAN з'єднанням в комп'ютерних іграх, що вимагають миттєвої реакції.  Тому, геймерам, які віддають перевагу шутерам, файтингам та динамічним мережевим RPG доведеться терпіти зайвий кабель.  Ще один нюанс вбудованого WiFi адаптера – місце розташування вашого системного блоку – якщо він в кутку за столом, а модем знаходиться через 2 кімнати, то для стабільного зв'язку доведеться використовувати виносну USB антену, яку треба буде встановити над столом.  Безсумнівний плюс вбудованого WiFi-модуля – можливість підключати клавіатури та мишки без проводів (вони повинні підтримувати WiFi з’єднання);

  • Bluetooth – інтерфейс для передачі даних на відносно невеликій відстані (зазвичай до 10-ти метрів у приміщенні).  Через нього можна синхронізувати з ПК мобільні пристрої (телефон, планшет, фітнес-трекер) підключати різну бездротову периферію: геймпади, миші, клавіатури, графічні планшети й багато іншого.

Підсумки.  Вибираємо материнську плату під свої завдання.

Раніше, якщо ви збирали ПК для ультимативного геймінгу або серйозного відеомонтажу в Adobe Premiere материнські плати й процесори на базі Intel були, практично, безальтернативними.  Зараз же, з моменту релізу Ryzen 4000-5000 і архітектури Zen3 встановився паритет.  Тому ми просто приведемо нижче три стереотипні групи домашніх ПК, а ви, грунтуючись на цій інформації, зрозумієте в якому напрямку шукати.  За інтерфейсами та оснащенням орієнтуйтеся на свої завдання: Наприклад – потрібна зовнішня звукова карта – дивимося, щоб був додатковий PCI роз'єм під неї й так далі.  В середньому, збірки на материнських платах AMD обійдуться дещо дешевше, а на Intel буде простіше підібрати комплектуючі.  Якщо ж ви не хочете морочитися з вибором самостійно - ми вже підібрали для вас список з ТОП-15 гідних материнок у найрізноманітніших сегментах.

ПК початкового рівня для домашньої чи офісної праці

Мінімальні вимоги:

• фази живлення: від 2-3 реальних;

• USB 3.0 та вище, аудіо вхід/вихід, додатковий роз'єм PCIe), наявність швидкісних (USB 3.1-3.2 або Type-C – як приємний бонус);

• порти SATA 3.0 для SSD накопичувачів, підтримка M.2 або NVME буде значним плюсом;

• формфактори будь-які, але для мінімізації збірки тут особливо доречні MicroATX рішення,

• на форму організації та клас ліній PCI можна не звертати уваги – підійде будь-який актуальне чипсет.

За виробником:

• AMD.  A320 – якщо апгрейду не плануєте.  Офісні ПК для роботи з невибагливими додатками.  B450-B550 – під запланований апгрейд;

• Intel.  B360-B460 – офісні збірки.  H110-H470 – початкові й середні ігрові, домашні ПК, без можливості розгону.

Для усередненого домашнього ПК

Мінімальні вимоги:

• фази живлення: від 4-х реальних фаз;

• інтерфейси M.2 й NVME для підключення швидких SSD накопичувачів, солідною перевагою буде підтримка PCI 4.0 (це дозволяє накопичувачам працювати швидше);

• підтримка частот оперативної пам'яті до 3600 МГц (для AMD);

• наявність USB 3.1 і вище, а також Type-C;

• наявність швидкої вбудованої Ethernet-карти (1000 Гб/сек і вище).

• форм-фактор АТХ.

За виробником:

• AMD.  Ціни на X470 чипсети знизились, і вони можуть підтримувати після прошивки BIOS Ryzen 5000 серії (про це можна дізнатися з оглядів) також на це здатні ті самі B450-B550, можливостей яких вистачає для розгону;

• Intel.  Тут рішення з розгоном нам доступні в бюджетній частині флагманських чипсетів.  Наприклад, під "народний" Core i5 9400F вибираємо будь-яку сумісну материнку на найдоступніших версіях Z390 чипсета.

Ультимативний ПК для ігор, відеомонтажу та щоб працювати з графікою

Мінімальні вимоги:

• фази живлення: від 6 реальних.  Наявність ефективної системи радіаторів, для відводу тепла від зони мосфетів;

• інтерфейси M.2 і NVME для підключення, обов'язкова наявність PCI 4.0;

• підтримка частот оперативної пам'яті до 4200 МГц (для AMD, це максимум у сокета AM4);

• наявність USB 3.1-3.2 й вище, а також Type-C, Thunderbolt – для швидкого обміну даними за допомогою зовнішніх накопичувачів;

• підтримка функції "здвоювання" відеокарт: Crossfire (AMD) або SLI (NVIDIA).  Це значно прискорить рендеринг й обробку складних графічних текстур;

• форм-фактор АТХ (зустрічаються також деякі MicroATX плати з потрібними ТТХ, але їх обмаль).

За виробником:

• AMD.  Всім необхідним вимогам відповідають плати флагманського X570 чипсета;

• Intel.  Для процесорів рівня Core i7 9700KF і 10700KF необхідні плати Z390 і Z490 відповідно.  У деяких моделях Z490 вже є підтримка PCI 4.0, а в деяких реалізована технологія доступу до даних виділеними лініями.

В цілому не завжди варто закладати в майбутню конфігурацію можливість апгрейду: розширення оперативної пам'яті, накопичувачів, зміну процесора.  Річ у тім, що сучасні процесори та периферія вийшли на своєрідне "плато", і великих проривів в найближчі 4-5 років не передбачається.  Тобто збираючи на актуальних комплектуючих можна відразу отримати необхідну продуктивність і не турбуватися про систему найближчі роки.